[发明专利]一种复合发泡剂及其应用

说明书

本发明涉及一种复合发泡剂，该复合发泡剂含有：阴离子型低聚表面活性剂、有机稳泡剂和水，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，其中，n为1‑6中的任意整数，R为烷基，M为Li⁺、Na⁺和K⁺中的至少一种。本发明还涉及上述复合发泡剂在二氧化碳驱油中的应用。本发明的复合发泡剂在实际使用时用量低、增稠性好；而且，本发明的复合发泡剂用于二氧化碳驱油，形成的乳状液易破乳；本发明的复合发泡剂稳定性好、发泡性能好、适用范围广，可广泛应用于二氧化碳驱油领域。

技术领域

本发明涉及一种复合发泡剂，以及该复合发泡剂在二氧化碳驱油中的应用。

背景技术

目前，全世界约有75％的提高采收率工程注入蒸汽、二氧化碳和轻烃类。其中，二氧化碳驱油不论是作为二次采油还是继水驱之后的提高采收率方法，一直受到业界重视。二氧化碳驱油技术是将二氧化碳作为驱油剂注入到油藏中，二氧化碳可降低原油粘度、改善油水流度比、使原油体积膨胀，从而增加油藏能量，提高油气开采效率。20世纪50-60年代，因气源丰富，在美国、加拿大进行了大量的现场试验。2005年，美国实施注气方法的原油产量首次超过热采年产量，成为其最主要的提高原油采收率的方法。然而，二氧化碳驱油技术在实际应用过程中，还存在一系列需要解决的技术难题。首先，在油藏条件下，二氧化碳粘度比原油粘度小10-50倍，不利流度比造成的粘性指进导致气体早期突破、生产气油比高，低粘度促使二氧化碳容易进入高渗层等，这些原因使矿场驱替效果经济效益变差。另一方面，二氧化碳与原油之间的密度差产生重力分离，密度低的气体上浮，出现重力超覆现象，只能波及储层上部少部分区域，导致气体的波及体积下降，影响注气开发效果。因此，改善注气效果的关键环节是控制二氧化碳的流度，减缓气窜。

二氧化碳泡沫是目前二氧化碳驱油过程中减缓气窜的方法之一。研究表明，泡沫产生的表观粘度大约是其气体粘度的100-1000倍，泡沫流体具有遇水稳定、遇油消泡，封堵能力随着渗透率增加而增加的特性。能有效减低多孔介质中气体的相对渗透率，减弱了气体向高渗透层发生渗透的可能性，从而扩大其波及体积。国内外对二氧化碳驱调剖用发泡剂开展了一些研发工作。文献报道和实际应用较多的二氧化碳泡沫剂是非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阴离子-非离子表面活性剂以及它们之间的复配物，虽然有一定的调剖效果，但是依然存在很多问题，例如：

专利US8857527公开了一种提高采收率的配方，包括非离子表面活性剂、亲二氧化碳的非乳化型表面活性剂，可与二氧化碳和水形成稳定的泡沫。其中亲二氧化碳的非乳化型表面活性剂是含有聚合氧乙基和氧丙基的表面活性剂，和二氧化碳有一定的亲和性。室内评价试验表明，可使表观粘度达100倍以上。但是这一类表面活性剂通常用量较大，在实际应用过程中，成本问题可能是其瓶颈之一。

专利US8695718公开了非离子型表面活性剂用于二氧化碳泡沫剂提高原油采收率的方法。实施过程中，可先将非离子表面活性剂和水从生产井注入油藏，随后注入二氧化碳，也可将三者形成的泡沫一起注入。其中，非离子表面活性剂是基于丙三醇的衍生物，并含有聚合氧乙基、长链烷基，用量为0.001-5Vol％，经测试，二氧化碳泡沫的表观粘度最高可达140cP。专利CN103867169A报道了气溶性表面活性剂用于二氧化碳驱油流度控制的方法。将气溶性表面活性剂与超临界二氧化碳按质量比0.1-1.5％的比例混合均匀，然后注入油藏。所述的气溶性表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。驱替试验分析了模拟二氧化碳驱后，注入携带表面活性剂的二氧化碳，可使入口压力上升，说明通过形成泡沫进行二氧化碳流度控制是可行的。虽然上述两篇专利中非离子表面活性剂的加入可以解决气窜问题，但是上述两篇中的非离子表面活性剂均会使水和油形成难于破乳的乳状液。采油工程中，气驱通常在水驱之后，气驱开始时，油藏中水含量很高，生产井产出液是油和水的乳状液，会造成后续加工的困难。